Enunciado

Uma fábrica localizada na latitude 32° N tem uma área de vidros de 60 m² voltada para o Oeste que consiste em janelas de painel duplo feitas de vidro claro (SHGC = 0,766). Para reduzir o ganho de calor solar no verão, é considerada a aplicação de um filme refletivo para reduzir o SHGC a 0,35. A temporada de resfriamente abrange junho, julho, agosto e setembro, e a temporada de aquecimento vai de outubro até abril. Os fluxos de calor solar médios diários incidentes no lado Oeste nesta latitude são 2,35, 3,03, 3,62 , 4,00 , 4,20, 4,24, 4,16, 3,93, 3,48, 2,94, 2,33 e 2,07 kWh/dia.m² de janeiro a dezembro, respectivamente. Além disso os custos unitários de eletricidade e gás natural são US$ 0,15/kWh e US$ 0,90/therm (1 therm = 105000 kJ). Considerando que o coeficiente de desempenho do sistema de resfriamento é 3,2 e a eficiência do forno é 0,90, determine a economia líquida de custo anual obtida com a instalação do revestimento refletivo nas janelas. Além disso, determine o período simples de recuperação se o custo da instalação do filme refletivo for de US$ 15/m².

Passo 1

SOCORRO! QUANTA INFORMAÇÃO!

Mas essas questões imensas assim assustam muito pelo tamanho, mas vamos fazer passo-a-passo pra conseguirmos resolver, ok?

Bem, a primeira coisa é a gente calcular o calor recebido no verão e no inverno já que nos foi dado quanto que em cada período de mês consegue dar de calor, basta a gente multiplicar cada quantidade de calor mensal pelos dias do mês respectivo, ok?

q v e r ã o = 4,24 x 30 + 4,16 x 31 + 3,93 x 31 + 3,48 x 30 = 482   k W h / a n o

q i n v e r n o = 2,94 x 31 + 2,33 x 30 + 2,07 x 31 + 2,35 x 31 + 3,03 x 28 + 3,62 x 31 + 4 x 30

q i n v e r n o = 615   k W h / a n o

Passo 2

Agora a gente calcular quanto de aumento da carga de aquecimento e diminuição do “resfriamento” anual por causa do filme refletivo!

D i m i n u i ç ã o   d a   c a r g a   d e   r e s f r i a m e n t o = Q v e r ã o A S H G C s e m   f i l m e - S H G C c o m   f i l m e

D i m i n u i ç ã o   d a   c a r g a   d e   r e s f r i a m e n t o = 482 60 0,766 - 0,35 = 12031 k W h / a n o

A u m e n t o   d a   c a r g a   d e   a q u e c i m e n t o = Q i n v e r n o A S H G C s e m   f i l m e - S H G C c o m   f i l m e

A u m e n t o   d a   c a r g a   d e   a q u e c i m e n t o = 615 60 0,766 - 0,35 = 15350 k W h a n o = 523,7 t h e r m s a n o

Passo 3

Agora a gente vai pra parte dos custos proprieamente dito!

Pra fins didático, a gente vai chamar de custo relacionado ao resfriamento de CRF, diminuição da carga de resfriamento de DCR, custo da eletricidade de CE e o desempenho de E

C R R = D C R x C E E = 12031 0,15 3,2 = $   564 / a n o

Análogo ao custo relacionado para o aquecimento

C R A = D C A x G N E = 523,7 0,9 0,9 = $ 524 / a n o

Portanto, o benefício será de 564 - 524 = $ 40 / a n o

Passo 4

A implementação desse cara custaria $ 15 m 2 x   60   m ² = $ 900

Ou seja a gente teria um retorno financeiro desse material implementado só depois de

i m p l e m e n t a ç ã o b e n e f í c i o   = $ 900 $ 40 a n o = 22,5   a n o s

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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